Trong nửa thế kỷ qua, vật liệu tổng hợp cốt sợi đã được sử dụng rộng rãi vì những đặc tính tuyệt vời của chúng và vai trò quan trọng của vật liệu tổng hợp cốt sợi là điều hiển nhiên. Kể từ khi vật liệu composite xuất hiện, sợi gia cường đã trải qua quá trình chuyển đổi từ sợi tự nhiên sang sợi tổng hợp.
Hiện nay, các loại sợi gia cường phổ biến nhất bao gồm sợi thủy tinh, sợi aramid, sợi carbon, v.v. Bài viết này trước tiên sẽ giới thiệu sơ lược về các loại sợi gia cường phổ biến.
Trong vật liệu composite, vai trò chính của ma trận nhựa là liên kết các sợi lại với nhau và truyền tải trọng bên ngoài từ sợi này sang sợi khác. Hầu hết các sợi gia cường đều bị uốn cong và mềm, và nếu tác dụng lực căng lên chúng, chúng sẽ có đủ độ bền kéo và độ cứng.
Sợi gia cường thường ở dạng bó và các sợi riêng lẻ có xu hướng rất mịn, chẳng hạn như sợi thủy tinh và sợi carbon có phạm vi đường kính điển hình từ 5 đến 25 micron. Để so sánh, tóc người thường có đường kính từ 50 đến 200 micron. Tất cả các "cấu trúc" được gia cố bằng sợi có thể được bắt nguồn từ sợi filament, bao gồm cả sợi tow, sợi, sợi băm nhỏ, sợi nghiền, v.v.
Sợi gia cố thông thường bao gồm sợi thủy tinh và sợi carbon.
1. sợi thủy tinh
Có nhiều loại sợi thủy tinh khác nhau, nhưng đối với vật liệu tổng hợp, có hai loại phổ biến nhất. Sợi thủy tinh E là loại tiêu chuẩn trong hầu hết các sản phẩm được gia cố bằng sợi thủy tinh, trong khi sợi thủy tinh S (còn được gọi là sợi thủy tinh R hoặc sợi thủy tinh T) có độ bền kéo tốt hơn đáng kể.
Sợi thủy tinh S thường nhỏ hơn sợi thủy tinh E, có độ bám dính tốt hơn trong ma trận nhựa và hiệu suất tác động được cải thiện. Nhưng nó có giá cao hơn rất nhiều. Sợi thủy tinh S-2 là sợi thủy tinh S thương mại có độ bền cao hơn, có độ bền kéo gấp đôi sợi thủy tinh E điển hình và cũng có độ cứng cao hơn khoảng 10-20%. Nhưng đối với hầu hết các ứng dụng, sợi thủy tinh điện tử là đủ.
Sợi thủy tinh được tạo ra bằng cách đùn các sản phẩm khoáng nóng chảy (1700 độ) (silica, nhôm và canxi oxit, v.v.) qua các lỗ có đường kính nhỏ. Thông thường, sợi thủy tinh điện tử có đường kính khoảng 10-25 micron, khiến chúng lớn hơn sợi carbon.
2. sợi cacbon
Sợi carbon có nhiều loại, với các tính chất cơ học và chi phí khác nhau. Sợi carbon không được đùn trực tiếp từ vật liệu nóng chảy mà được tạo ra bằng cách xử lý nhiệt của sợi tiền thân, bao gồm quá trình oxy hóa trước trong môi trường không khí và carbon hóa trong môi trường trơ. Dưới sức căng, cấu trúc carbon trong sợi thẳng hàng, giúp tối đa hóa độ bền kéo và độ cứng.
Tiền chất phổ biến nhất được sử dụng cho sợi carbon là sợi polyacrylonitrile (PAN). Hiện tại, sợi carbon mô đun trung bình và tiêu chuẩn phổ biến nhất dựa trên tiền chất PAN. Mô-đun của sợi carbon được chuẩn bị bởi hệ thống tiền chất nhựa đường thường cao hơn. Tùy thuộc vào đặc tính của tiền chất, đường kính của sợi và các chi tiết của quá trình xử lý nhiệt (oxy hóa, cacbon hóa, graphit hóa), sợi carbon thu được có nhiều tính chất cơ học.
Một sợi carbon đơn lẻ thường nhỏ hơn sợi thủy tinh, chỉ có đường kính 5 micron. mô đun mô đun Sợi carbon thường được phân loại với mô đun Tiêu chuẩn và mô đun Trung cấp, đặc biệt là với mô đun. IM), Mô-đun cao (HM) và Sợi carbon mô-đun siêu cao.
3. Các loại sợi gia cường thông dụng khác
Sợi Kevlar Aramid:
Một sợi aramid tổng hợp được phát triển bởi DuPont. Các sợi aramid thương mại khác bao gồm Twaron, Technora và Nomex. Là sợi gia cường cho vật liệu composite, sợi aramid chủ yếu được sử dụng cho các ứng dụng có độ bền kéo cao và khả năng chống đâm thủng, mài mòn và đứt gãy. Sợi aramid thường khó liên kết, cắt và xử lý và thường được sử dụng kết hợp với sợi carbon hoặc sợi thủy tinh.
Sợi bazan:
được tạo ra bằng cách sử dụng quy trình nóng chảy và ép đùn tương tự như sợi thủy tinh. Độ bền kéo và mô đun của nó cao hơn một chút so với sợi thủy tinh E nhưng thấp hơn sợi carbon. Mật độ tương tự như sợi thủy tinh E. Giá nằm giữa sợi thủy tinh điện tử và sợi carbon. Nguồn cung cấp bazan cấp composite hạn chế, thường có màu nâu.
Polyethylene trọng lượng phân tử cực cao:
Cả Dyneema và Spectra đều là sợi được làm từ polyetylen có trọng lượng phân tử cực cao (UHMWPE) hoặc sợi polyetylen mô đun cao "(HMPE) ép đùn. UHMWPE được sử dụng cho cáp kéo, dây cung, dây câu và áo giáp xe, chắc chắn và bền. Những loại này sợi có thể được sử dụng trong các ứng dụng tổng hợp, thường được trộn với sợi carbon. Chất gia cường lai Dyneema/sợi carbon có thể cải thiện độ dẻo dai của các lớp mỏng, khả năng hấp thụ năng lượng và khả năng chống va đập của sợi carbon. Vải quang phổ có thể được áp dụng tại chỗ để tăng khả năng chống mài mòn.
Polypropylen trọng lượng phân tử cao:
Innegra là một loại sợi do Innegra Technologies sản xuất từ polypropylene có trọng lượng phân tử cao (HMPP). Mặc dù không bền bằng Kevlar hoặc Dyneema, nhưng Innegra cứng cáp và có khả năng chống va đập cũng như chống vỡ với chi phí thấp hơn. Thông thường, Innegra được sử dụng như một thành phần của vật liệu gia cố lai, được trộn với sợi carbon hoặc sợi thủy tinh để tăng độ dẻo dai cho tấm laminate.
Sợi thực vật:
Trong khi sợi thủy tinh và sợi carbon là những loại sợi gia cố phổ biến nhất, thì những sợi gia cố cấu trúc lâu đời nhất là sợi gỗ và sợi thực vật. Trong thập kỷ qua, sự quan tâm trở lại đối với sợi thực vật cán mỏng, đặc biệt là sợi lanh và sợi đay, mang lại các tính chất cơ học hữu ích và cung cấp quy trình xử lý tương tự như các loại sợi tiêu chuẩn. Một thách thức mà sợi thực vật phải đối mặt là phạm vi tính chất cơ học rộng hơn nhiều so với vật liệu kỹ thuật truyền thống và chúng không bền bằng sợi thủy tinh E thông thường. Hấp thụ độ ẩm là một vấn đề đối với tất cả các vật liệu gia cố composite dựa trên sinh học, có thể gây ra vấn đề cho nhiều quy trình composite.
Sợi gốm:
Vật liệu tổng hợp ma trận gốm (CMC) có tính chất cơ học tương tự như vật liệu tổng hợp sợi carbon nhưng có khả năng chịu nhiệt độ cực cao. Chúng thường bị phân hủy bởi các sợi oxit và không oxit, tùy thuộc vào thành phần hóa học của chúng. Về mặt phi oxit, boron là một trong những vật liệu gia cố gốm nổi tiếng nhất, với cường độ nén đáng kinh ngạc. Sợi cacbua silic (SiC) có độ bền và độ cứng cao và rất cứng. Sợi gốc oxit có khả năng chống oxy hóa cao hơn nhưng tính chất cơ học thấp hơn.
Công ty TNHH nhựa composite Hạ Môn LFT là một công ty có thương hiệu tập trung vào LFT & LFRT. Dòng sợi thủy tinh dài (LGF) và Dòng sợi carbon dài (LCF). LFT nhựa nhiệt dẻo của công ty có thể được sử dụng để ép phun và ép đùn LFT-G, đồng thời cũng có thể được sử dụng để đúc LFT-D. Nó có thể được sản xuất theo yêu cầu của khách hàng: chiều dài 5 ~ 25 mm. Nhựa nhiệt dẻo gia cố thấm liên tục sợi dài của công ty đã đạt chứng nhận hệ thống ISO9001 & 16949, và các sản phẩm đã đạt được rất nhiều nhãn hiệu và bằng sáng chế quốc gia.
ĐT:13950095727
Email:sale02@lfrtplatic.com
